Уплыў спякання на ўласцівасці цырконіевай керамікі

Уплыў спякання на ўласцівасці цырконіевай керамікі

У якасці керамічнага матэрыялу цырконій валодае высокай трываласцю, высокай цвёрдасцю, добрай зносаўстойлівасцю, устойлівасцю да кіслот і шчолачаў, высокай тэмпературы і іншымі выдатнымі ўласцівасцямі.У дадатак да шырокага выкарыстання ў прамысловасці, у сувязі з бурным развіццём зубапратэзнай прамысловасці ў апошнія гады цырконіевая кераміка стала найбольш патэнцыйным матэрыялам для зубных пратэзаў і прыцягнула ўвагу многіх даследчыкаў.

Прадукцыйнасць цырконіевай керамікі будзе залежаць ад многіх фактараў, сёння мы гаворым пра ўплыў спякання на некаторыя ўласцівасці цырконіевай керамікі.

Спосаб спякання

Традыцыйны метад спякання заключаецца ў награванні цела з дапамогай цеплавога выпраменьвання, цеплаправоднасці, цеплаканвекцыі, так што цяпло ідзе ад паверхні дыяксіду цырконія ўнутр, але цеплаправоднасць аксіду цырконія горшая, чым у аксіду алюмінія і іншых керамічных матэрыялаў.Для прадухілення парэпання, выкліканага тэрмічнай нагрузкай, традыцыйная хуткасць нагрэву нізкая, а час доўгі, што робіць цыкл вытворчасці дыяксіду цырконія доўгім, а кошт вытворчасці высокім.У апошнія гады паляпшэнне тэхналогіі апрацоўкі дыяксіду цырконія, скарачэнне часу апрацоўкі, зніжэнне сабекошту вытворчасці і забеспячэнне высокай прадукцыйнасці стаматалагічных цырконіевых керамічных матэрыялаў сталі ў цэнтры ўвагі даследаванняў, і мікрахвалевае спяканне, несумненна, з'яўляецца перспектыўным метадам спякання.

Выяўлена, што спяканне ў мікрахвалевай печы і спяканне пры атмасферным ціску не маюць істотнай розніцы ва ўплыве паўпранікальнасці і зносаўстойлівасці.Прычына ў тым, што шчыльнасць дыяксіду цырконія, атрыманага пры мікрахвалевым спяканні, падобная на шчыльнасць звычайнага спякання, і абодва з'яўляюцца шчыльным спяканнем, але перавагамі мікрахвалевага спякання з'яўляюцца нізкая тэмпература спякання, высокая хуткасць і кароткі час спякання.Аднак хуткасць павышэння тэмпературы пры спяканні пры атмасферным ціску павольная, час спякання даўжэйшы, а ўвесь час спякання складае прыкладна 6-11 гадзін.У параўнанні са спяканнем пад звычайным ціскам, спяканне ў мікрахвалевай печы - гэта новы метад спякання, які мае такія перавагі, як кароткі час спякання, высокая эфектыўнасць і энергазберажэнне, а таксама можа палепшыць мікраструктуру керамікі.

Некаторыя навукоўцы таксама мяркуюць, што дыяксід цырконія пасля мікрахвалевага спякання можа падтрымліваць больш метастабільную тэквартавую фазу, магчыма таму, што хуткі нагрэў у мікрахвалевай печы можа дасягнуць хуткага ўшчыльнення матэрыялу пры больш нізкай тэмпературы, памер збожжа меншы і больш аднастайны, чым пры спяканні пад звычайным ціскам, ніжэй, чым крытычны памер фазавага пераўтварэння t-ZrO2, які спрыяе падтрыманню як мага большага метастабільнага стану пры пакаёвай тэмпературы, павышэнню трываласці і трываласці керамічных матэрыялаў.

Працэс падвойнага спякання

Кампактная спечаная цырконіевая кераміка можа быць апрацавана толькі наждачнымі рэжучымі інструментамі з-за высокай цвёрдасці і трываласці, а таксама высокі кошт апрацоўкі і працяглы час.Каб вырашыць вышэйпералічаныя праблемы, часам цырконіевая кераміка будзе выкарыстоўвацца ў працэсе двухразовага спякання, пасля фарміравання керамічнага корпуса і першапачатковага спякання, узмацняльнай апрацоўкі CAD/CAM да жаданай формы, а затым спякання да канчатковай тэмпературы спякання, каб зрабіць матэрыял цалкам шчыльны.

Выяўлена, што два працэсы спякання зменяць кінэтыку спякання цырконіевай керамікі і акажуць пэўны ўплыў на шчыльнасць спякання, механічныя ўласцівасці і мікраструктуру цырконіевай керамікі.Механічныя ўласцівасці цырконіевай керамікі, якая паддаецца механічнай апрацоўцы, спечанай адзін раз, лепш, чым спечанай двойчы.Трываласць на двухвосевы выгіб і ўстойлівасць да разбурэння керамікі з дыяксіду цырконія, якая паддаецца механічнай апрацоўцы, спечанай адзін раз, вышэй, чым керамікі, спеченной двойчы.Рэжым разбурэння першаснай спечанай цырконіевай керамікі - трансгранулярны/міжкрысталічны, а месца расколіны адносна прамое.Рэжым разбурэння двойчы спечанай цырконіевай керамікі - гэта ў асноўным міжкрысталічны разлом, а тэндэнцыя расколін больш звілістая.Уласцівасці кампазітнага рэжыму разбурэння лепш, чым простага рэжыму міжкрысталічнага разлому.

Спяканне ў вакууме

Дыяксід цырконія неабходна спякаць у вакуумным асяроддзі, у працэсе спякання будзе ўтварацца вялікая колькасць бурбалак, а ў вакуумным асяроддзі бурбалкі лёгка выпускаць з расплаўленага стану фарфоравага корпуса, паляпшаючы шчыльнасць дыяксіду цырконія, тым самым павялічваючы паўпранікальнасць і механічныя ўласцівасці дыяксіду цырконія.

Хуткасць нагрэву

У працэсе спякання дыяксіду цырконія, каб атрымаць добрую прадукцыйнасць і чаканыя вынікі, неабходна прыняць меншую хуткасць нагрэву.Высокая хуткасць нагрэву робіць унутраную тэмпературу дыяксіду цырконія нераўнамернай пры дасягненні канчатковай тэмпературы спякання, што прыводзіць да з'яўлення расколін і адукацыі пор.Вынікі паказваюць, што з павелічэннем хуткасці нагрэву час крышталізацыі крышталяў дыяксіду цырконія скарачаецца, газ паміж крышталямі не можа выдзяляцца, а сітаватасць унутры крышталяў дыяксіду цырконія нязначна павялічваецца.З павелічэннем хуткасці нагрэву невялікая колькасць манакліннай крышталічнай фазы пачынае існаваць у тэтраганальнай фазе дыяксіду цырконія, што паўплывае на механічныя ўласцівасці.У той жа час, з павелічэннем хуткасці нагрэву, збожжа будуць палярызаваны, гэта значыць суіснаванне больш буйных і меншых зерняў лёгка.Больш павольная хуткасць нагрэву спрыяе адукацыі больш аднастайных зерняў, што павялічвае паўпранікальнасць дыяксіду цырконія.